Khắc sâu bằng laser là quá trình sử dụng một chùm laser năng lượng cao và đủ mạnh để tập trung năng lượng khắc vào kim loại. Máy khắc laser fiber là thiết bị tốt nhất để khắc sâu vì chúng đạt công suất cực đại cao cần thiết để khắc sâu trên bề mặt kim loại.
Khắc laser thông thường và khắc sâu không quá khác biệt. Khắc sâu chỉ là quá trình lặp lại nhiều lần của việc khắc thông thường. Vì vậy bạn sẽ cần mất nhiều thời gian hơn từ 1 – 30 phút tùy vào diện tích mà bạn cần khắc.
Khi cần khắc sâu, độ sâu có thể đạt đến 0,2mm – 3mm khi khắc trên kim loại. Điều này hoàn toàn trái ngược với khắc laser thông thường, thường chỉ sâu vài micromet.
Các vật liệu khác nhau cũng sẽ ảnh hưởng lớn đến thời gian khắc sâu. Thông thường thì kim loại có độ cứng càng cao thì thời gian khắc sâu sẽ càng nhanh chóng hơn.
Sự khác biệt thực sự giữa khắc sâu và khắc laser thường là khắc sâu đi kèm với độ sâu yêu cầu và độ bền theo thời gian. Mặt khác, khắc laser sâu đòi hỏi độ tương phản cao để đáp ứng các yêu cầu về đọc hoặc nhìn trực quan hơn.
Khắc sâu được sử dụng để làm gì?
Khắc sâu trên tấm thép được sử dụng để khắc các dạng như logo, hình vẽ, văn bản, số sê-ri, mã vạch, hoặc các thông số cần được thể hiện để khách hàng dễ dàng nhận biết. Việc khắc laser sẽ dễ dàng thực hiện các nội dung sắc nét.
Quá trình khắc sâu được sử dụng trong một loạt các ứng dụng. Phổ biến nhất là khắc sâu logo, khắc khuôn dập, và khắc khuôn (đặc biệt là đối với các bộ phận trên khuôn nhựa).
Ngoài ra còn rất nhiều ứng dụng khắc sâu khắc trên kim hoàn, trang sức, đồng hồ, thiết bị điện tử.
Khắc laser sâu trên thép 2083
Bạn có thể khắc sâu thép không gỉ – inox?
Bạn sẽ cân nhắc nếu muốn khắc sâu vào thép không gỉ – inox, vì bạn sẽ loại bỏ lớp oxit bảo vệ rỉ sét và thay đổi nhiệt độ. Thép không gỉ – inox cũng có thể thay đổi màu sắc trong quá trình này. Việc thay đổi màu sắc chủ yếu là do cách điều chỉnh nhiệt độ thông qua các thông số độ rộng xung và tần số quét của laser.
Thông thường trên inox bạn dẽ dễ dàng khắc sâu từ 0.2mm – 0.3mm. Nếu bạn khắc sâu hơn, inox sẽ có xu hướng chuyển sang màu đen và biến dạng hoặc nóng chảy
Top 5 thông số quan trọng nhất cho quá trình khắc sâu bằng laser
1.) Công suất laser
Khi chọn máy khắc laser, một trong những thông số quan trọng nhất cần thiết để đáp ứng các yêu cầu về thời gian và chất lượng là công suất laser. Máy khắc laser fiber 50W hoặc 100W có thể không nhanh hơn 5 lần so với 20W – 30W, nhưng nó vẫn nhanh hơn nhiều.
Hầu hết các ứng dụng khắc sâu yêu cầu ít nhất công suất laser chất lượng cao từ 30W – 50W trở lên và phải đầy đủ năng lượng
Bạn cũng có thể khắc sâu bằng laser dưới 30W, nhưng sự lựa chọn này sẽ tốn khá nhiều thời gian và ảnh hưởng đến tuổi thọ của máy khắc. Chúng tôi không khuyến khích việc này
Thời gian khắc sâu trên máy khắc laser 50W gấp 3-4 lần so với 20W và 30W
2.) Thấu kính – lens khắc.
Bạn sẽ ngạc nhiên, công suất laser không phải là thông số quan trọng nhất cần thiết để đạt được tốc độ cao khi cần khắc sâu. Thấu kính – lens khắc sẽ quan trọng hơn.
Thấu kính kiểm soát cách thức tập trung năng lượng và đường kính thoát ra của chùm tia laser. Và chỉ một chùm tia có độ hội tụ cao mới có thể đạt đến cường độ cần thiết để khắc sâu. Sử dụng thấu kính phù hợp có thể tăng gấp đôi hoặc gấp 3 lần thời gian khắc sâu.
Dưới đây là bảng thông số thử nghiệm khắc sâu bằng cách sử dụng thấu kính 60mm, 110mm, 150mm, 200mm . Kết quả cho thấy ống kính nhỏ hơn là hiệu quả nhất.
Ống kính và vật liệu sử dụng khắc
Tốc độ khắc
Ống kính 60mm trên nhôm
0,6 – 0,7 mm 3 / s
Ống kính 110mm trên nhôm
0,5 – 0,6 mm 3 / s
Ống kính 150mm trên nhôm
0,36 mm 3 / s
Ống kính 200mm trên nhôm
0,22 mm 3 / s
Ống kính 60mm trên thép 2083
0,22 mm 3 / s
Ống kính 110mm trên thép 2083
0,11 mm 3 / s
Ống kính 150mm trên thép 2083
0,09 mm 3 / s
Ống kính 200mm trên thép 2083
0,04 – 0,05 mm 3 / s
3.) Tốc độ khắc
Tốc độ khắc là tốc độ di chuyển của chùm tia laser. Tốc độ khắc chậm hơn có nghĩa là chùm tia laser sẽ có thời gian tồn tại lâu hơn trên cùng một khu vực khắc. Điều này làm tăng lượng năng lượng trong khu vực đó, cho phép bạn khắc sâu hơn và nhanh hơn. Nhưng có một điểm quan trọng là quá nhiều năng lượng có thể làm kim loại nóng lên và biến dạng.
Việc bạn cần tốc độ khắc nhanh hay chậm tùy thuộc vào yêu cầu về chất lượng và thời gian yêu cầu của bạn. Điều quan trọng là phải tìm ra sự cân bằng phù hợp giữa tốc độ và chất lượng.
4.) Nhiệt độ vật liệu
Một số kim loại như nhôm có thể được khắc nhanh hơn và sâu hơn khi chúng được nung nóng trước, vì chúng đạt đến nhiệt độ cần thiết để loại bỏ bằng laser nhanh hơn. Thông thường nhôm có thể được khắc sâu hơn tới 40% trong cùng một thời gian.
Một số kim loại cần có thời gian gia nhiệt bằng laser sau đó quá trình khắc sâu sẽ nhanh chóng hơn gần cuối quá trình khắc,
5.) Bước khắc
Bước khắc là khoảng cách mà chùm tia laser truyền qua một đường khắc nhất định trước khi bắt đầu một đường khắc mới. Bất cứ khi nào tia laser bắt đầu một bước mới, sẽ có một độ trễ nhỏ khoảng 0,03 giây được gọi là tốc độ nở.
Bước khắc càng nhỏ thì độ sâu càng cao và bề mặt khắc sẽ mịn nhưng thời gian sẽ lâu hơn. Và ngược lại nếu bước khắc lớn thì bề mặt khắc không mịn và đều. Vì vậy chúng ta cần cân đối cho phù hợp để đặt được chất lượng khắc và thời gian tối ưu nhất.
Chùm tia laser bắn thẳng vào bề mặt kim loại
Lưu ý an toàn lao động
Quá trình khắc sâu bằng laser thường kéo dài từ vài phút đến 1 giờ hoặc hơn. Điều đầu tiên bạn cần lưu ý đặc biệt là tránh tiếp xúc hoặc nhìn trực tiếp vào tia laser trong thời gian dài. Và bắt buộc phải sử dụng kính bảo hộ chuyên dụng nếu nhìn trực tiếp.
Thứ hai là việc khắc sâu tạo ra bụi và khói khi laser loại bỏ vật liệu. Vì vậy bạn nên trang bị máy hút kèm theo để giữ cho bầu không khí trong sạch và không mùi kim loại.
